Разделы
Выбрать регион
Следите за нами
энергетика

Тeхнология очистки неба

Даешь стране угля! Даешь гигаватты электричества! Следуя этим призывам были построены и огромные ГЭС на сибирских реках, и атомные станции и тепловые ГРЭС, сжигавшие в своих печах миллионы тонн углеводородов. Правда, экологические технологии тех времен сильно уступали нынешним. 90-годы на пространстве стран Центральной Азии отметились общим упадком промышленной инфраструктуры, что, в общем, привело к улучшению экологической ситуации: меньше заводов, меньше электростанций, меньше выбросов. Но затем произошло оживление экономики, а вместе с ним – понимание того факта, что энергия – это большая ценность, а разбрасываться существующим потенциалом – бесхозяйственно. В центральноазиатскую энергетику пришли инвестиции, в том числе иностранные. Трубы вновь активно задымили. Однако решать вопросы экологии в духе прежних времен было уже нельзя. Оказались востребованными современные технологии очистки выбросов.

Грозное облако

Хороший пример – Экибастузские ГРЭС. Две тепловые электростанции – ГРЭС-1 (4ГВт) и ГРЭС-2 (1ГВт) построены сравнительно недавно, всего лишь в начале 1980-х., неподалеку от г. Экибастуз, находящегося в северном Казахстане. ГРЭС-2 попала в Книгу рекордов Гиннесса из-за своей уникально высокой дымовой трубы. Целых 420 метров! В былые времена любили ставить рекорды, но в данном случае рекорд не был самоцелью. Задача этого гигантского сооружения состояла в том, чтобы отдать высотным ветрам вредные выбросы от сжигания топлива. Залежи угля в этих краях огромны, добыча открытым способом делает его относительно дешевым, но качество сырья невысоко. Уголь высокозольный, и при сгорании выдает густой черный дым, который несет в себе тонны мелкодисперсных твердых частиц, содержащих множество опасных для здоровья химических веществ. За десятки километров до Экибастуза можно было увидеть в небе огромное черное облако, круглый год воровавшее у жителей поселка Солнечный свет.

Выбор в пользу электричества

В 2007 году на экибастузских ГРЭС стартовал проект по оснащению энергоблоков современными фильтрами для очистки выбросов от золы. На ГРЭС-2 была приглашена компания Alstom (с 2015 года входит в состав GE).

Принимая во внимание высокие требования к выходной запыленности, современным подходом к фильтрации выходящих газов считается применение рукавных фильтров», – говорит Александр Литвинов», – руководитель проекта в GE. – «Мощный дымосос прогоняет дым через специальные тканые мешки, и это позволяет очень качественно отфильтровать газы. Такая техника сейчас повсеместно применяется в Европе, но в условиях Экибастуза фильтры рукавного типа могли бы стать слишком дорогим и не очень эффективным решением. В Экибастузе была сделана ставка на более традиционные и менее прихотливые электрические фильтры».

Принципиальная возможность удаления твердых примесей из аэрозолей с помощью электричества была продемонстрирована еще в 1824 году. В 1907 профессор химии Калифорнийского университета в Беркли Гарднер Котрелл создал первый практически применимый электростатический фильтр. Принцип его работы несложен. Газы, подлежащие очистке, проходят через электростатическое поле, в котором частички примесей получают электростатический заряд. Далее частички осаждаются на специальные электроды, имеющие заряд противоположный собственному. Последнее действие – осажденные пылинки стряхиваются с электродов в контейнер. Эта технология существует больше века, что, однако, не означает, будто ее легко применить в каждом конкретном случае и нельзя совершенствовать.

Фильтры GE позволили добиться существенного снижения золы в выбросах ГРЭС-2 – до 400 мг на кубометр газов. Для сравнения количество золы в неотфильтрованном дыме – 60 г/м3. Разница на два порядка!

Побеждает молоток

Позднее фильтры GE были установлены и на ГРЭС-1. «За время работы на подобных проектах в нашем подразделении накопился большой опыт работы с высокоомными золами. – Продолжает Александр Литвинов. – Такие золы крайне сложно улавливать в электрофильтрах из-за появления обратного коронного разряда, который приводит к большому количеству негативных явлений в осадительном пространстве и на осадительном электроде– В этом случае необходимо применять тонкое управление электростатическим полем – изменять напряжение по специально разработанному для каждого отдельного объекта алгоритму».

У золы экибастузских углей есть и другая особенность – высокое абразивное действие. Вследствие этого сначала мы создаем компьютерную модель газовых потоков в корпусе электрофильтра. И потом шеф-инженеры применяют её в процессе мероприятий по настройке системы газораспределения электрофильтра. Такой подход позволяет снизить негативное влияние фактора (абразивность золы) на части конструкций и позволяет достичь оптимального распределения газовых потоков в корпусе электрофильтра.

Также, стоит отметить, что немаловажную роль в достижении высокой эффективности работы электрофильтров GE на Экибастузских ГРЭС, сыграл выбор правильного типа системы встряхивания. Для отряхивания электродов некоторые поставщики электрофильтров применяют электромагнитные устройства. Однако в GE посчитали, что для Экибастуза такая система может оказаться малоэффективной. В наших фильтрах тяжелую золу стряхивают с электродов чисто механические устройства – специальные молотки, приводимые в движение мотор-редукторами. Этот процесс также регулируется автоматически, по команде управляющей программы.»

Основываясь на своем уникальном опыте и варьируя двумя десятками переменных, специалисты GE точно настраивают работу фильтра под конкретные условия технологического процесса и передают заказчику полностью автоматизированную систему газоочистки, работающую под управлением контроллера EPIC III.

image

На фото вверху: Экибастузская ГРЭС-1. На фото здесь: Экибастузская ГРЭС-2. Фотографии в статье предоставлены пресс-службой АО “Самрук-Энерго”

Работа GE на ГРЭС в Экибастузе продолжается. Установлены фильтры на двух энергоблоках 500 МВТ ГРЭС-2, и трех энергоблоках 500МВТ ГРЭС-1, в процессе монтажа находятся электрофильтры для энергоблока №1 ЭГРЭС-1. Монтаж оборудования на таких масштабных энергетических объектах – дело небыстрое, и очень важно, что на протяжении всего этого времени GE осуществляет шеф-надзор за монтажом и пуско-наладкой. Ведь качество сборки оборудования и последующей наладки не менее важно, чем качество самого оборудования.

А тем временем небо над Экибастузом стало значительно светлее!

СПРАВКА О СПИКЕРЕ

Александр Литвинов, менеджер проекта, GE Power. Окончил Военную академию РВСН имени Петра Великого. Александр имеет многолетний опыт работы в энергетике. В 2007 году он присоединился к команде Alstom (c 2015 входит в состав GE) в должности руководителя проекта для Экибастузских ГРЭС-1 и ГРЭС-2.

Subscribe to our GE Brief